DEP0039142DA - Dosierende Austragsvorrichtung - Google Patents

Description

Es sind zahlreiche Einrichtungen bekannt zur Dosierung eines aus einem Behälter, Rohr, Trichter oder einer ähnlichen Vorrichtung nach unten ausfliessenden Gutes, beispielsweise Schnecken, Tellerspeiser, Schüttelspeiser und Vibrationsrinnen. Durch diese Einrichtungen wird die untere Austrittsöffnung des Behälters verschlossen und der Austritt des Gutes in waagrechter oder schräger Richtung in dosierter und geregelter Menge vorgenommen. Man kann unterscheiden zwischen langsamlaufenden Einrichtungen wie Schnecken, Tellerspeisern und schnellaufenden Einrichtungen wie Vibrationsförderrinnen.

Die langsamlaufenden Einrichtungen haben den Nachteil, dass bei sperrigem oder schlecht nachrutschendem Gut leicht Brücken im Behälter entstehen und somit eine sehr ungleichmässige Füllung der Dosiereinrichtung erfolgt, sofern keine besonderen Massnahmen zur Zerstörung der Brücken getroffen werden.

Bei schnellaufenden Vibrationsspeisern überträgt sich die Vibration auf den Behälter und das in ihm lagernde Gut und verhindert die Brückenbildung. Als solche schnellaufende Vibrationsspeiser werden seither ausschliesslich Förderrinnen benutzt, die in eine in der Förderrichtung erfolgende hin- und hergehende Vibrationsbewegung versetzt werden. Durch die Lagerung der Vibrationsrinnen auf schrägen Stützen wird dabei erreicht, dass das Gut sich infolge des Wurfeffektes in einer Richtung bewegt. Diese Vibrationsförderrinnen haben den Nachteil, dass die Bewegung nicht in der Ebene der vibrierenden Fläche sondern schräg dazu erfolgt, sodass eine genaue Abdichtung zwischen Behälteröffnung und Vibrationsrinne nicht oder nur durch Zwischenschaltung elastischer Organe möglich ist. Weiterhin haben sie den grundlegenden Nachteil, dass der Fördereffekt an der ganzen Fläche der Behälteraustrittsöffnung gleich gross ist, was, wie später näher beschrieben wird, zu einer Stauung des Gutes an der Austrittsöffnung führt, die Anlass gibt zu Brückenbildung und Hemmungen im Ausfluss.

Die ausserdem bekannten Schüttelspeiseapparate, bei denen sich eine Fläche um eine senkrecht oder schräg zu ihr stehende Drehachse bewegt, zählen auch zu den relativ langsamlaufenden Speiseapparaten, die mit einer Hubzahl von höchstens 200 je Minute angetrieben werden. Dafür arbeiten sie mit einer grossen Amplitude der hin- und hergehenden Bewegung von mehreren cm, wobei das Gut nach vorn ausgeschoben wird.

Es wurde nun gefunden, dass sich eine optimale Dosierwirkung erzielen lässt, wenn man als Dosierorgan eine schräge oder waagrecht angeordnete, vibrierende Fläche benutzt, wobei eine hochtourige Vibration mit mindestens 500 Schwingungen in der Minute anzuwenden ist, deren Bewegung in der Ebene der Fläche um einen Drehpunkt erfolgt, der nach rückwärts an den Rand oder ausserhalb des Randes der Behälteröffnung vorlagert ist. In einer solchen Einrichtung wurden sehr sperrige und mit anderen Einrichtungen nicht zu fördernde oder gar zu dosierende Materialien, beispielsweise Hobelspäne, in einwandfreier Weise dosiert. Es zeigte sich hierbei, dass die Förderung umso gleichmässiger und besser erfolgt, je höher die Schwingungszahl gewählt wird. Unter 500 Schwingungen pro Minute war eine geregelte Förderung nicht möglich. Die vorne am Behälter angebrachte Austrittsöffnung wurde vollständig etwa 8 cm weit geöffnet. Trotzdem verlegte sich bei niedriger Schwingungszahl diese Oeffnung mit den sperrigen Hobelspänen und die Förderung stockte. Erst bei Ueberschreitung der Schwingungszahl von 500 je Minute setzte der Fördereffekt einigermassen geregelt ein. Es traten aber auch dann noch zeitweilig Hemmungen auf, während bei 1000 Schwingungen je Minute eine regelmässige ungestörte Förderung erfolgte, wobei sogar die Austrittsöffnung wesentlich kleiner gehalten werden konnte. Je kleiner die Höhe der Austrittsöffnung gehalten werden kann, desto gleichmässiger ist der Materialstrom, da bei grosser Oeffnung sperriges Gut in Ballen aus der Oeffnung austritt und nicht in einem gleichmässigen Strom. Je niedriger aber die Oeffnung ist, desto grösser muss die Schwingungszahl sein, damit auch bei sperrigem Gut noch ein gleichmässiger Ausfluss aus der Oeffnung bewirkt wird. Bei Haferspelzen beispielsweise wurde festgestellt, dass bei 40 mm Oeffnungshöhe die regelmässige Förderung bei 500 Schwingungen je Minute einsetzte, während bei 20 mm Oeffnungshöhe dies erst bei 800 Schwingungen in der Minute der Fall war. Die Amplitude der Vibrationsbewegung war dabei 2 mm. Will man kleine Fördermengen einstellen, so muss die Höhe der Oeffnung entsprechend klein sein. Die Schwingungszahl muss also dann unbedingt sehr hoch, mindestens mit 1000 Schwingungen je Minute, gewählt werden.

Der Vorgang bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist ein völlig anderer als bei langsamlaufenden Schüttelspeisern. Bei diesem rutscht der mit einer grossen Amplitude sich relativ langsam bewegende Schüttelteller unter der Gutsäule hin und her, ohne die Einzelteilchen zu bewegen und nur an der Austrittsöffnung werden die Gutteilchen ausgeschoben. Bei einer grösseren Austrittsöffnung rutscht aus dieser das Gut in Form eines Schüttkegels in unregelmässiger Form heraus. Nur dieses Gut kann der Bewegung des Schüttelspeisers folgen und wird nach vorwärts geschoben.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird nur mit kleinen Amplituden von ungefähr 2 mm und hohen Schwingungszahlen gearbeitet. Hier wird auch das auf der Vibrationsfläche lagernde Gut durch die Vibration erfasst und erhält eine Bewegungstendenz nach vorne. Die Vibration überträgt sich von den auf der Fläche lagernden Gutteilchen auf die darüber gelagerten Teilchen und die ganze Gutsäule, sodass Brückenbildungen vermieden werden. Die Erfahrung zeigt, dass dieser Effekt erst von einer Schwingungszahl von mindestens 500 Schwingungen je Minute eintritt. Am Ende der vibrierenden Fläche wird die Amplitude von etwa 2 mm erreicht. Es kann selbstverständlich auch mit anderen Amplituden gearbeitet werden, doch hat sich gezeigt, dass bei der hochtourigen Vibration die verkleinerte Amplitude vollkommen ausreichend ist. Will man kleine Fördermengen einstellen, kann man mit noch kleineren Amplituden arbeiten. Es ist dies auch von der Art des zu verarbeitenden Materials abhängig. Für den Förder- und Dosiervorgang ist es von besonderem Vorteil, dass die Bewegungstendenz nach dem Auslauf zu zunimmt, während sie am hinteren Rande der Behälteröffnung je nach Lage des Drehpunktes nahezu gleich null ist. Das Material fliesst der Austrittsöffnung von allen Seiten, also sowohl von oben als auch längs der Vibrationsfläche und aus der Mitte der Behälterfüllung zu. Bei dne langsamlaufenden Schüttelspeisern, bei denen längs der Fläche praktisch keine Bewegungstendenz auf das Gut ausgeübt wird, fliesst das Gut nur von oben längs der Trichterwand der Austrittsöffnung zu, während es über der Schüttelfläche stagniert. Hierdurch entsteht die Brückenbildung und ein u.U. auch nachteilige, sehr unterschiedliche Verweilzeit des Gutes im Trichter. Bei der in der Förderrichtung hin- und herschwingenden Vibrationsrinne, bei der längs der ganzen Fläche eine gleichmässig vorwärts gerichtete Bewegungstendenz auf das Gut ausgeübt wird, gleichzeitig aber auch das Gut von oben und schräg von oben der Austrittsöffnung zuzufliessen bestrebt ist, staut sich das Gut vor der Austrittsöffnung an und verdichtet sich dort, was ebenfalls eine Brückenbildung und einen unregelmässigen Ausfluss zur Folge hat.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren dagegen findet eine allmähliche Beschleunigung des Gutes in der Richtung zur Auslassöffnung hin statt, das Gut wird in der Austrittsöffnung selbst schnell abgeführt, sodass weder dort noch in dem Raum um die Ausflussöffnung ein Anstau durch zu starken Zustrom oder eine Stagnierung durch mangelnde Förderbewegung eintreten können.

Die Regelung der Fördermenge kann durch Veränderung der Schwingungszahl der Vibrationsbewegung erfolgen.

Es kann ferner vorgesehen werden, dass der Abstand zwischen Förderfläche und Behälteröffnung auf verschiedene Masse eingestellt werden kann. Es findet dann nicht nur an der Vorderfläche des Behälters, sondern auch an den Seiten ein Ausfluss des Gutes statt, wobei sich die Austrittsmenge entsprechend der Steigerung der Vibration nach vorne zu erhöht. Man erreicht hierbei einen absolut gleichmässigen Materialausfluss, da das Gut auch längs der Seitenwände des Trichters dauernd abgeführt wird und ungehindert nachfliessen kann. Dieses Verfahren ist also bei sehr sperrigen Gütern von besonderem Vorteil. Andererseits wird die Einrichtung etwa komplizierter, da der Trichter als Ganzes oder zum mindesten der untere Teil des Trichters bzw. Behälters in vertikaler Richtung verstellbar sein muss, um eine Einstellung und vor allem ach ein vollständiges Abstoppen des Materialflusses vorgenommen werden kann, ohne dass die Vibration abgestellt zu werden braucht. Dies ist notwendig, wenn der Vibrationsspeiser nicht einen eigenen Antrieb hat, sondern von einem anderen Anlageteil mit angetrieben wird, beispielsweise einer Mühle, deren Lauf nicht abgestellt werden darf.

Hierin liegt auch der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens gegenüber hochtourigen Vibrationsrinnen der bekannten Bauart, bei denen die Vibration nicht in der Fläche sondern schräg zur Ebene der vibrierenden Fläche erfolgt und deshalb eine vollkommene Abdichtung zwischen starrer Behälterwand und vibrierender Fläche nicht möglich ist.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist es im allgemeinen, auch bei sperrigen Materialien, ausreichend, wenn die Austrittsöffnung sich an der Vorderseite des Behälters befindet. Diese Austrittsöffnung wird zweckmässig als Schieber oder auch als vorne zu öffnende Klappe einstellbar ausgebildet. Es ist vorteilhaft, wenn sich die Austrittsöffnung über die ganze Breite der Behältervorderwand erstreckt.

Die Antriebsorgane zur Erzeugung der Vibrationsbewegung, beispielsweise eine Exzenterschwinge oder der Drehzapfen, können erfindungsgemäss in einem vollständig geschlossenen, staubdichten und mit Oel gefüllten Gehäuse angeordnet werden. Dies ermöglicht störungsfreien Dauerbetrieb bei hoher Schwingungszahl.

Verwendet man die erfindungsgemässe Einrichtung zur Dosierung von Gut aus einem Aufgabetrichter in eine Mühle, so ist es vorteilhaft, dass der Gesamtspeiseapparat bis zum Mühleneinlauf vollständig staubfrei gekapselt wird. Dies wird konstruktiv durch die Unterbringung der Antriebsteile in einem geschlossenen Gehäuse geregelt. Man kann dabei auch eine wahlweise gekapselte oder offene Ausbildung des Aufgabeapparates vorsehen, indem erfindungsgemäss das zur Kapselung dienende Gehäuse geteilt wird. Dabei trägt der hintere Teil das Antriebsgehäuse und ist einerseits mit dem Aufgabetrichter, andererseits mit der Mühle verbunden, während der vordere nach dem Mühleneinlauf zu abdichtende Teil leicht abnehmbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Figur dargestellt. Der Speiseapparat besteht aus einem Trichter 1, der vibrierenden Fläche 2, dem Drehzapfen 3, der zum Antrieb des Drehzapfens dienenden Exzenterschwinge 4, der Antriebswelle mit Riemenscheibe 5 und dem Schieber 6 zur Einstellung der Austrittsöffnung 7. Die Antriebsteile sind in dem ausgekapselten Gehäuse 8 untergebracht. Der Speiseapparat ist auf einer Mühle 9 aufmontiert. Sein Antrieb erfolgt von einem eigenen Motor 10 aus, kann aber auch von der Mühlenwelle aus direkt vorgenommen werden. Der gesamte Apparat ist staubdicht gekapselt. Das zur Kapselung dienende Gehäuse besteht aus dem hinteren Teil 11 und dem vorderen Teil 12. Die Teilfuge 13 liegt etwa in der Mittelebene des Behälters. Am vorderen Teil 12 sind <Nicht lesbar> Kunststoffschieber versehene Beobachtungsklappe 14 und der Magnet 15 angebracht. Die Abdichtung nach dem Mühleneinlauf zu liegt in der schrägen Fläche 16. Die Einstellung des Schiebers 6 erfolgt mittels eines Zahnrades 17, dessen Betätigung ausserhalb des Gehäuses 12 vorgenommen wird. Das Gehäuse 12 kann leicht abgenommen werden, es findet dann ein offener Einlauf des Gutes in die Mühle statt, wobei zweckmässig auf dem Mühleneinlauf noch eine Einlaufschurre angebracht wird, an der der Magnet befestigt wird.

Claims (9)

1. Verfahren zum Dosieren von aus einem Behälter, einem Rohr oder eine ähnlichen Vorrichtung nach unten ausfliessendem Gut, mittels einer schräg oder waagerecht angeordneten Förderfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche in eine hochtourige Vibration mit über 500 Schwingungen je Minute versetzt wird, wobei die Vibrationsbewegung in der Ebene der Förderfläche um einen nach rückwärts an den Rand oder ausserhalb des Randes der Behälter- oder Rohröffnung verlagerten Drehpunkt erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt der Vibrationsfläche rückwärts am Rand oder ausserhalb des Randes, der Behälter- oder Rohröffnung liegt.

3. Einrichtung zum Dosieren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermenge mittels der Schwingungszahl der Vibrationsbewegung geregelt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Förderfläche und Behälteröffnung zum Zwecke der Regelung der Fördermenge einstellbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Austritt des Gutes aus dem Behälter an der Vorderseite durch eine einstellbare Oeffnung (7) erfolgt.

6. Einrichtung zum Dosieren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Oeffnung (7) sich über die ganze Vorderwand des Behälters oder Trichters (1) erstreckt.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsorgane zur Erzeugung der Vibrationsbewegung, beispielsweise eine Exzenterschwinge (4) oder der Drehzapfen (2), in einem vollständig geschlossenen staubdichten, mit Oel gefüllten Gehäuse (8) angeordnet sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 - 6 zur Dosierung des Gutes aus einem Aufgabetrichter in eine Mühle, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Speiseapparat bis zum Mühleneinlauf vollständig staubdicht gekapselt ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 1 - 7, zur wahlweisen gekapselten oder offenen Ausbildung des Aufgabeapparates, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Kapselung dienende Gehäuse geteilt ist, wobei der hintere Teil (11) das Antriebsgehäuse (8) trägt und einerseits mit dem Aufgabetrichter, andererseits mit der Mühle verbunden ist, während der vordere, nach dem Mühleneinlauf zu abdichtende Teil (12) leicht abnehmbar ist.